2018年諾貝爾獎生理學或醫學獎頒給了癌癥免疫療法的兩位突出貢獻者James P. Allison和Tasuku Honjo。近年來隨著癌癥免疫療法的興起，有些癌癥已經不再是不治之癥，而業界更是普遍看好免疫療法在腫瘤治療中的發展前景。基于能夠特異識別并殺傷腫瘤的T細胞的免疫療法預示著個性化醫療新時代的到來，為癌癥患者的治療帶來希望。現有研究結果證實，T細胞介導的免疫反應可以消滅癌細胞，并具有良好的預后效果。目前基于T細胞的免疫療法主要包括通過抑制免疫檢查點PD-1來激活內源T細胞對腫瘤細胞的殺傷作用；還有通過嵌合抗原受體（CAR）或T細胞受體（TCR）為基礎的腫瘤靶向性T細胞療法。

在T細胞介導的免疫療法中，T細胞對特定腫瘤細胞的精確識別至關重要。經典的CAR由胞外抗原結合區、跨膜區域和胞內信號轉導區組成。CAR-T細胞利用由單克隆抗體輕鏈和重鏈組成的單鏈，非MHC（主要組織相容性復合物）依賴性地識別腫瘤細胞的表面抗原。與此不同的是，TCR-T療法的靶標受MHC限制。TCR能精確的識別腫瘤細胞的特定MHC分子所呈現的抗原。這些腫瘤源性抗原通常是腫瘤胞內蛋白被蛋白酶體降解成肽段，再被MHC呈現到細胞周表面，而T細胞通過TCR識別這些肽段來判斷這些細胞是否正常。就好像警察在路上查證件一樣，病變細胞的“證件”上的”照片“自然跟其他人的不太一樣。通過向T細胞轉入靶向特異性識別腫瘤抗原的TCR基因，使得這些攜帶腫瘤特異性TCR的T細胞（TCR-T），就好像手持印了照片的通緝令，可以高效地識別并特異性地殺死這些腫瘤細胞。癌癥TCR-T免疫療法的一大關鍵，就是找到能夠針對病人體內腫瘤細胞的抗原的TCR（也就是為病人體內的腫瘤細胞找到合適的通緝令照片）。

先前大家主要是用某一特定的抗原來篩選識別該抗原的TCR。 但是我們目前知道的腫瘤特異性的抗原很少，而且一直以來沒有好的方法來發現它們。外顯子組測序（exome-sequencing）和質譜分析（mass spectroscopy）技術給我們提供了更多潛在腫瘤抗原的選擇。依賴于外顯子組測序的抗原-TCR鑒定方法主要針對高突變的腫瘤，比如黑色素瘤，然而對于低突變的前列腺癌，依賴于外顯子組測序則不可行。利用質譜分析則可以獲得大量呈現在腫瘤細胞表面的抗原肽段，但需要大量的腫瘤組織來達到檢測量的需求并且技術上也有很大的難度。這兩種方法本質上都是用抗原來篩選TCR，在確定抗原肽段后主要依靠在體外利用相應的抗原遞呈細胞激活并擴增能特異性識別該抗原的T細胞，或者通過制備特異性的pMHC多聚體來篩選識別該抗原的T細胞。但是由于肽段的合成以及pMHC多聚體制備的局限性，使得無法在技術上實現無偏見的快速，高通量的篩選。

高通量單細胞測序技術的飛速進展，使得我們很容易從血液或組織樣本中得到千對以上的TCR雙鏈配對序列。然而，僅僅從TCR的序列并不能預測這些TCR的抗原特異性，這極大阻礙了我們對腫瘤T細胞免疫應答的深入研究，同時也限制了這些孤兒TCRs在臨床上的應用。因此，在基礎研究和轉化醫學的研究中，都迫切要求我們開發出與單細胞TCR測序技術相匹配的TCR配體發現技術。結合單細胞TCR和mRNA測序的結果，研究人員可以鑒定出具有一系列可能具有腫瘤殺傷性的TCRs。從這些孤兒TCRs篩選其識別的抗原，就好像用已知的鑰匙找鎖，而不是用大量的鎖去試每把鑰匙。但現有的酵母文庫篩選的方法對于每個孤兒TCR都要制備相應的熒光標記的可溶性TCR，而成功制備所有這些可溶性TCRs具有極大的難度并需要較長的周期，從而不能實現快速、高通量的篩選。

早在上個世紀70年代，研究者們就發現T細胞表面會帶有其他抗原遞呈細胞（APC）的MHC蛋白分子和其他蛋白分子。原來T細胞和抗原遞呈細胞在形成免疫突觸（immunological synpase）時會提取其表面的其他分子，后來研究者發現這一過程是雙向的：抗原遞呈細胞也會提取T細胞表面的蛋白分子，比如TCR。這種交換的結果，就是抗原遞呈細胞的表面會留下了和T細胞接觸過的痕跡，研究者將其稱為胞啃作用。李貴登博士和Baltimore實驗室的其他研究者們正是利用了這一原理，通過檢測抗原遞呈細胞表面上是否存在從T細胞轉移過來的TCR，就可以確定這些細胞的MHC分子是否可以與靶標TCR分子特異配對。

胞啃作用具有非常高的特異性（high specificity），只會在TCR-抗原成功識別的細胞之間發生。李貴登博士將表達已知配對的TCR Jurkat T細胞投入到以1/10000比例混有其特異識別的pMHC分子的APC細胞的混合物當中，通過流式細胞術檢測發現，胞啃作用依然能準確的標記70%以上的與這個TCR特異配對的APC細胞，而其他沒有發生識別的抗原遞呈細胞則不會被標記。不僅如此，在一個包括所有實驗驗證過可以被HLA-A2 MHC分子所遞呈的肽段的細胞庫中，利用兩個在臨床使用過的已知配對TCRs同樣證實這些表達特定TCR 的T細胞依舊可以非常特異的在眾多表達不同抗原的遞呈細胞中精確標記發生過識別的抗原遞呈細胞。

在腫瘤的發生發展過程中，腫瘤細胞會累積基因突變并產生異常蛋白質，這些蛋白質，很有可能會激活免疫系統，并引來免疫系統對癌細胞的攻擊。基因組學、蛋白質組學以及生物信息學的高速發展，讓研究者可以從癌癥患者的腫瘤中快速的鑒定出這些能夠被由癌細胞基因突變所產生的異常蛋白質（異常抗原），就是腫瘤新生抗原（Neoantigen）。由于這新生抗原具有腫瘤特異性，因此靶向這些抗原的免疫治療在精準醫學中具有巨大的應用潛力。通過對黑色素瘤患者癌組織全外顯子基因測序，結合對人類白細胞抗原（HLA）表位結合親和力的預測，他們建立了一個該患者特有的新生抗原肽段的文庫。李博士他們進一步從黑色素瘤病人腫瘤中分離出浸潤的淋巴細胞（TIL），并利用克隆出來的孤兒TCR成功驗證了基于胞啃作用的TCR-抗原配對篩選平臺在個性化醫療中高效篩選新生抗原特異性TCR的可行性。

總的來說，本研究獨創性的開發了一種快速，簡單并具有高精確度的TCR-抗原配對篩選平臺。 這個平臺可以用來篩選任意HLA類型的TCR所識別的抗原。這種技術不僅僅可以用來篩選被MHCI所呈現的抗原-TCR配對，也可以應用于MHCII所呈現的抗原-TCR配對，從而用來鑒定除了腫瘤之外與其他的免疫療法相關的潛在抗原，比如那些自身免疫疾病抗原。未來，科學家們有望利用這項技術，針對這些新鑒定靶點，開發癌癥疫苗讓人體對癌細胞產生免疫力或者開發TCR-T細胞免疫治療。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會議 2019（第十屆）細胞治療國際研討會

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